【聚焦海上風(fēng)電】市場規(guī)模達萬億元 海上風(fēng)電開發(fā)須合理布局

　　指主要用于海上風(fēng)電運維的大部件更換(齒輪箱、發(fā)電機等)的船舶，典型特征為具備一定的起重能力，擁有自升式平臺，能適應(yīng)水深40米以內(nèi)大多數(shù)海域作業(yè)，具備DP定位及較長的自持能力。

　　風(fēng)電運維船是海上風(fēng)電運維的主要裝備。國外海上風(fēng)電運維過程中，專業(yè)運維船作為最重要的可達性裝備被普遍應(yīng)用到各海上風(fēng)電場，由單體船、雙體船以及三體船等船型組成。

　　國內(nèi)海上風(fēng)電剛剛起步，國內(nèi)運維船處于起步階段，目前普遍使用的是普通運維船，主要由交通艇和漁船發(fā)展而來，近年以來逐漸出現(xiàn)簡易功能的雙體船。現(xiàn)有的運維船基本可以達到每年200天的出行天數(shù)，然而隨著離岸距離加大，以及天氣更加惡劣的南方區(qū)域海上風(fēng)電的開發(fā)，出行天數(shù)將會降低。風(fēng)電運維船專業(yè)化必將是未來的趨勢。

　　根據(jù)發(fā)改委能源研究所的數(shù)據(jù)，結(jié)合BTM海上運維成本構(gòu)成來推算，海上風(fēng)電的運維成本占總成本的20%左右，運維船舶相關(guān)的費用又占了運維成本的20%左右。從現(xiàn)階段的實際情況來看，國內(nèi)在運維船上的投入是不足的，應(yīng)進一步加大。然而這一情況正在變化，由于前期使用交通艇無法滿足風(fēng)電場需求，現(xiàn)已經(jīng)開始建造更好的運維船，不過目前建造的運維船仍難以滿足風(fēng)電場的需求，而后會建造更好的專業(yè)運維船，這是一個循序漸進的過程。

　　到2020年，按開工建設(shè)規(guī)模1000萬千瓦，累計并網(wǎng)容量500萬千瓦，平均單機功率按5MW計算，我國開工建設(shè)約有2000臺海上風(fēng)力發(fā)電機組，累計并網(wǎng)約有1000臺海上風(fēng)力發(fā)電機組。按照每30臺機組需要一艘專業(yè)運維船，再加上海上風(fēng)電場開發(fā)區(qū)域不同和海上風(fēng)電運維主體不同等因素，海上風(fēng)電專業(yè)運維船的需求會近百艘。海上風(fēng)電專業(yè)運維船也將是一個不可小覷的市場。

　　海上風(fēng)電運維船的配置

　　海上風(fēng)電場運行維護需綜合考慮離岸距離、氣象海況、機組故障率、維護行為、發(fā)電能力、運維經(jīng)濟性等因素來進行運維船的配置。一般來說較大規(guī)模的風(fēng)電場采用船隊形式，如交通艇、專業(yè)運維船、專業(yè)運維母船、救援監(jiān)護船及其他專用工程船舶。

　　運維船配置的一般原則是：天氣較好、離岸較近的采用普通運維船，天氣復(fù)雜、離岸較近的采用先進的專業(yè)運維船，天氣較好、離岸較遠的采用普通運維船或?qū)I(yè)運維船和運維母船，天氣較復(fù)雜、離岸較遠的采用專業(yè)運維船和運維母船。

　　影響運維船參數(shù)的環(huán)境因素主要包括距離、水深、波高、風(fēng)況等。一般而言抗風(fēng)能力超過抗浪能力，所以波高是更關(guān)鍵的因素。國內(nèi)風(fēng)電場主要集中在黃海北部、渤海灣、黃海、福建和廣東等區(qū)域(各區(qū)域環(huán)境情況見表1、表2)。

　　根據(jù)環(huán)境情況、運維船的航速、運維船環(huán)境適應(yīng)能力等條件、機組數(shù)量、機組性能、運維能力等因素建立了一個可利用率的估算模型，通過該模型計算出來的某海上風(fēng)電場的相關(guān)數(shù)據(jù)(見表3)。從中可以看出，機組單臺年故障次數(shù)超過5次時采用普通運維船可利用率小于95%;如果采用專業(yè)運維船，單臺年故障次數(shù)為5次時可利用率超過96%，當機組單臺年故障次數(shù)3次，可利用率可以達到98%。

　　海上風(fēng)電運維船調(diào)度

　　海上風(fēng)電機組相對于陸上來說故障率更高，因為它們面臨的是一個更加惡劣的環(huán)境、更高難度的維護方式等。隨著海上風(fēng)電的發(fā)展，海上風(fēng)電場建設(shè)不得不需要轉(zhuǎn)移到離岸更遠的地方，更深的水域。由于這一變化，運維成本將會增加，同時面臨更遠的運輸距離，更惡劣的氣候條件和更嚴峻的物流挑戰(zhàn)。為降低海上風(fēng)電場運維成本及提高風(fēng)電場可利用率，需要合理的規(guī)劃海上風(fēng)電場運維工作，針對不同的故障信息，選擇最優(yōu)維護方案。模型的建立需要考慮運維船配置、氣候參數(shù)、風(fēng)機具體故障、處理故障需要時長及人數(shù)等要素。

　　重點考慮氣象、運維船模式、機組故障模型、相關(guān)費用來制定運維策略，建立模型進行分析，最終計算風(fēng)場的發(fā)電量、故障時間及運維費用等，以綜合收益最大來選擇合適的運維策略。

　　總結(jié)和展望

　　海上風(fēng)電運維船作為海上風(fēng)電運維重要的裝備，對我國海上風(fēng)電的發(fā)展具有一定的影響。運維船智能調(diào)度是海上風(fēng)電智能運維的必備條件，高效合理的船隊配置和調(diào)度技術(shù)是降低海上運維成本，提高發(fā)電量的關(guān)鍵措施之一。在發(fā)展海上風(fēng)電運維船的過程中，我們應(yīng)該借鑒國外成熟的經(jīng)驗，同時，還應(yīng)該根據(jù)我國的實際情況來發(fā)展適用于特定環(huán)境、特定工作模式的海上風(fēng)電運維船。

　　海上風(fēng)電運維的目標是在全壽命周期內(nèi)，降低運維成本，降低發(fā)電損失，提高風(fēng)電機組的發(fā)電量，從而提高客戶收益。海上風(fēng)電運維與陸上風(fēng)電運維最大的區(qū)別在于可達性差，造成運維難度的加大和運維成本的提升。為了解決海上風(fēng)電運維的難題，我們需要創(chuàng)新海上風(fēng)電運維模式，圍繞服務(wù)調(diào)度展開相關(guān)工作，從而形成全面的海上風(fēng)電運維解決方案。(來源：中國能源報)
  

高效海上風(fēng)電安裝平臺呼之欲出

三航新能源“風(fēng)華號”自升式風(fēng)電安裝船縮短海上風(fēng)電建設(shè)周期

 

　　乘風(fēng)破浪，御風(fēng)而行，近幾年我國海上風(fēng)電發(fā)展前景越來越被看好，《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出，未來海上風(fēng)電有望成為風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域新的增長點。我國近海風(fēng)力資源豐富的優(yōu)勢，相比陸上風(fēng)電，海上風(fēng)電機組單臺裝機容量更大，對于設(shè)備的技術(shù)水平、可靠性，施工等方面具有更高的要求，故隨著海上風(fēng)電的快速發(fā)展，更先進的海上風(fēng)電安裝平臺的市場需求將不斷擴大，基于海上風(fēng)電發(fā)展不俗的前景，風(fēng)電安裝船也頗受市場青睞。

　　海上風(fēng)電建設(shè)快速發(fā)展

　　安裝平臺需求增大

　　根據(jù)中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會發(fā)布的《2016年中國風(fēng)電裝機容量簡報》顯示，截至2016年底，我國海上風(fēng)電累計裝機容量達到163萬千瓦，其中新增裝機容量59萬千瓦，同比增長64%。根據(jù)《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出，到2020年，我國海上風(fēng)電開工建設(shè)規(guī)模達到1000萬千瓦，力爭累計并網(wǎng)容量達到500萬千瓦以上。近兩年，陸上風(fēng)電因棄風(fēng)限電發(fā)展速度放緩，為了實現(xiàn)“十三五”規(guī)劃的目標，可以預(yù)見的是海上風(fēng)電發(fā)展在未來幾年將呈快速發(fā)展狀態(tài)。

　　“十三五”以來，海上風(fēng)電場開工建設(shè)如火如荼，海上風(fēng)電安裝船供不應(yīng)求。海上風(fēng)電安裝船是高度精密的海上設(shè)施，能將風(fēng)機和基礎(chǔ)安裝設(shè)備運輸至風(fēng)電場址，并配備適合各種安裝方法的起重設(shè)備和定位設(shè)備?？v觀全球，盡管專用的海上風(fēng)電安裝船數(shù)量已從2005年的兩艘增至2014年的40艘以上，但與當　 前大量規(guī)劃中或在建的海上風(fēng)電項目相比，風(fēng)電安裝船的供應(yīng)量仍十分有限。

　　量身定制海上安裝平臺

　　深挖“降本增效”空間

　　作為海上風(fēng)電專用安裝維護設(shè)備的核心，風(fēng)電安裝船的建造能夠降低海上風(fēng)電開發(fā)成本。據(jù)統(tǒng)計，在海上風(fēng)電建設(shè)項目中，風(fēng)機組設(shè)備成本占比不到50%，安裝和建設(shè)成本卻占20%以上，這成為降低成本的潛在環(huán)節(jié)。要想降低成本，海上風(fēng)電行業(yè)需要更新安裝理念，在選擇安裝船和安裝方式時兼顧投資成本和回收效益，有效挖掘降本增效的空間。

　　中交三航(上海)新能源工程有限公司(簡稱“三航新能源”)為海上風(fēng)電安裝量身定制的1000噸自升式風(fēng)電分體安裝平臺船“風(fēng)華號”是集大型設(shè)備吊裝、風(fēng)電設(shè)備打樁、安裝于一體的自升式海上風(fēng)電安裝平臺，自出廠以來就備受業(yè)界關(guān)注，在一次又一次工程中不斷證明其強大實力，以及得到業(yè)主的認可。

　　職業(yè)生涯首秀，便挑戰(zhàn)施工條件最惡劣的福建莆田平海灣風(fēng)電場。5、6月份正值雨季，面對大霧、大風(fēng)、長涌、大雨多種惡劣天氣，面對從沒謀面過的湘電5兆瓦大型風(fēng)機，“風(fēng)華號”雖是“初生牛犢”，卻也是一步一個腳印，典型施工、工地例會、逐時編排計劃。7天一臺，5天一臺，3天一臺，安裝速度不斷提高，大大縮短工期。